[发明专利]由人体舒适换热需求确定地下空间空调设计参数的方法

摘要

本发明涉及一种由人体舒适换热需求确定地下空间空调设计参数的方法，其步骤：1）地下空间人所需的对流换热量的确定，由总换热量减去地下空间稳定壁温所提供的辐射换热量得出人体所需的对流换热量；2）由人与环境所需的对流换热量确定地下空间风速、温度设计参数，根据人体与环境的对流换热量的需求，结合风速与对流换热系数的关系和地下建筑功能对上限风速的要求，最终确定地下空间满足人体稳定舒适性的设计温度和风速。本发明利用地下空间稳定壁温的冷辐射作用，保证人体热舒适性的同时，给出由人体对流换热需求来确定空调设计温度和风速的方法，为地下空间空气设计参数的确定提供了新思路，在地下空间空调节能方面具有创新价值。

主权项

1.一种由人体舒适换热需求确定地下空间空调设计参数的方法，其特征在于，由人稳态热舒适条件下，地下空间人与环境的总换热量与辐射换热量之差，即对流换热量，来进一步确定地下空间环境空气温度和风速设计参数，具体步骤如下：1)地下空间人所需的对流换热量的确定对于在地下空间中且处于稳态热舒适状态的人体，在不考虑潜热换热工况下，满足关系式：Q_c＝Q‑Q_r，Q为人体与环境的总散热量，单位W；Q_c为对流换热量，单位W；Q_r为辐射换热量，单位W，其中，人处于热舒适稳态状态下与环境的总换热量Q取值范围为50～100W；辐射换热量根据公式：计算得到，A₁、A₂分别为人体表面积和壁面面积，单位m²；X_1,2为A₁对A₂平均角系数；ε₁为皮肤发射率；ε₂为壁面发射率；E_b1、E_b2分别为皮肤辐射力和壁面辐射力，单位W/m²，可根据斯蒂芬‑玻尔兹曼定律公式：E_b＝σ_bT⁴计算得出，式中：σ_b为黑体辐射常数，值为T为开氏温度，单位K；其中地下空间壁面温度的稳定性导致Q_r的稳定性，可进一步得到Q_c的值域范围；2)由人与环境所需的对流换热量确定地下空间风速、环境空气温度首先，由牛顿冷却公式变换得到Q_c＝hA(t_skin‑t_a)，其中，t_a为环境空气温度，单位℃；A为人体换热面积，单位m²；t_skin为皮肤温度，单位℃；h为对流换热系数，单位W/(m²·℃)，其中v_a为空气流速，单位m/s；其次，根据地下空间建筑功能对风速上限的要求确定风速，进而结合人与环境所需的对流换热量进一步确定环境空气温度。